Automatic graph representation algorithm for heterogeneous catalysis
Notice bibliographique
Résumé
One of the most appealing aspects of machine learning for material design is its high throughput exploration of chemical spaces, but to reach the ceiling of machine learning-aided exploration, more than current model architectures and processing algorithms are required. New architectures such as graph neural networks have seen significant research investments recently. For heterogeneous catalysis, defining substrate intramolecular bonds and adsorbate/substrate intermolecular bonds is a time-consuming and challenging process. Before applying a model, dataset pre-processing, node/bond descriptor design, and specific model constraints have to be considered. In this work, a framework designed to solve these issues is presented in the form of an automatic graph representation algorithm (AGRA) tool to extract the local chemical environment of metallic surface adsorption sites. This tool is able to gather multiple adsorption geometry datasets composed of different systems and combine them into a single model. To show AGRA’s excellent transferability and reduced computational cost compared to other graph representation methods, it was applied to five different catalytic reaction datasets and benchmarked against the Open Catalyst Projects graph representation method. The two oxygen reduction reaction (ORR) datasets with O/OH adsorbates obtained 0.053 eV root-mean-square deviation (RMSD) when combined together, whereas the three carbon dioxide reduction reaction datasets with CHO/CO/COOH obtained an average performance of 0.088 eV RMSD. To further display the algorithm’s versatility and extrapolation ability, a model was trained on a subset combination of all five datasets with an RMSD of 0.105 eV. This universal model was then used to predict a wide range of adsorption energies and an entirely new ORR catalyst system, which was then verified through density functional theory calculations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».